DE1089434B

DE1089434B - Transmit / receive switch for maximum frequencies

Info

Publication number: DE1089434B
Application number: DEH36960A
Authority: DE
Inventors: Arnold G Kramer; Elsa H Solt
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1958-10-21
Filing date: 1959-07-18
Publication date: 1960-09-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen unter Verwendung eines Hohlleiters aufgebauten Sende-Empfangs-Schalter für eine drahtlose Sende-Empfangs-Anordnung, bei der Sender und Empfänger auf eine gemeinsame Antenne arbeiten, insbesondere für Duplex-Radargeräte. Derartige elektronische Schalter werden verwendet, um den Kanal zwischen Antenne und Empfänger zu sperren, solarige der Sender in Betrieb ist, damit der Empfänger vor der Senderenergie während der Ausstrahlung des Senders geschützt ist. Andererseits soll der Kanal zwischen Antenne und Sender gesperrt sein, wenn der Sender außer Betrieb ist, damit die von der Antenne aufgenommene Energie in vollem Umfange dem Empfänger zugeführt wird. Bekannte Schalter dieser Art weisen eine mit einem ionisierbaren Gas gefüllte Kammer auf, in der sich eine Entladungsstrecke befindet. The invention relates to one using a waveguide built up transmit / receive switch for a wireless transceiver arrangement, in which the transmitter and receiver on one common antenna work, especially for duplex radars. Such electronic switches are used to block the channel between antenna and receiver, solarige the transmitter in Operation is so that the receiver is protected from the transmitter energy while the transmitter is broadcasting is. On the other hand, the channel between antenna and transmitter should be blocked when the transmitter is out of order so that the energy absorbed by the antenna is fully transmitted to the receiver is fed. Known switches of this type have one filled with an ionizable gas Chamber in which there is a discharge path.

' Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Schalter zwei Kammern mit verschiedener Gasfüllung aufweist, nämlich eine erste, an dem zum Empfänger führenden Leitungszweig angeschlossene, und eine zweite, an den zum Sender führenden Leitungszweig angeschlossene Kammer, wobei die erste Kammer ein schnell ionisierendes Gas oder Gasmischung und die zweite Kammer ein schnell entionisierendes Gas oder Gasmischung enthält, und daß die Entladungsstrecken in den Kammern in der Ebene des maximalen elektrischen Feldes angeordnet sind und der Abstand zwischen den Entladungsstrecken ein ungerades Vielfaches eines Viertels der Wellenlänge der Mikrowelle beträgt.'In contrast, the invention consists in the fact that the switch has two chambers with different gas filling has, namely a first, connected to the branch line leading to the receiver, and a second chamber connected to the branch line leading to the transmitter, the first chamber Chamber a rapidly ionizing gas or gas mixture and the second chamber a rapidly deionizing one Contains gas or gas mixture, and that the discharge paths in the chambers in the Are arranged level of the maximum electric field and the distance between the discharge paths is an odd multiple of a quarter of the Wavelength of the microwave.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Füllung der ersten Kammer mit einem schnell ionisierenden Gas die elektrische Entladung unmittelbar nach dem Auftreten eines Sendeimpulses auftritt, so daß an dieser Entladung, die einen Kurzschluß bedeutet, die Energie sofort reflektiert wird: Dadurch entsteht an der zweiten, nämlich in dem zum Sender führenden Kanal liegenden Kammer ebenfalls eine elektrische Entladung, die die Entladung in der ersten Kammer, nämlich der in die Leitung zum Empfänger eingeschaltete Kammer, auslöscht. Dieser besondere Vorteil wird dadurch erreicht, daß die zwei Entladungsstrecken in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der ein ungerades Vielfaches eines Viertels der Wellenlänge der Mikrowellenenergie * beträgt, weil die durch die Entladung in der ersten Kammer reflektierte Energie zur Ausbildung von stehenden' Wellen beiträgt, die an der zweiten Ehtlädungsstrecke ebenfalls eine Entladung herbeiführen und ■ so die Entladung in der ersten Kammer löschen.' Da in der zweiten Kammer ein sich schnell entionisierendes Gas vorgesehen ist, ist die Sende-Empfangs-Schalter
für HödistfrequenzenA particular advantage of the invention is that by filling the first chamber with a rapidly ionizing gas, the electrical discharge occurs immediately after the occurrence of a transmission pulse, so that the energy is immediately reflected on this discharge, which means a short circuit: This is the result there is also an electrical discharge in the second chamber, namely in the channel leading to the transmitter, which extinguishes the discharge in the first chamber, namely the chamber connected to the line to the receiver. This particular advantage is achieved in that the two discharge paths are arranged at a distance from one another which is an odd multiple of a quarter of the wavelength of the microwave energy *, because the energy reflected by the discharge in the first chamber contributes to the formation of standing waves, which also cause a discharge on the second discharge section and ■ thus extinguish the discharge in the first chamber. ' Since a rapidly deionizing gas is provided in the second chamber, the transmit / receive switch
for Hödistfrequenzen

Anmelder:Applicant:

Hughes Aircraft Company,
xo Culver City,,Calif. (V.St. A.)Hughes Aircraft Company,
xo Culver City ,, Calif. (V.St. A.)

Vertreter: Dipl.-Phys. R. Kohler, Patentanwalt,
Stuttgart, Marienstr. 19Representative: Dipl.-Phys. R. Kohler, patent attorney,
Stuttgart, Marienstrasse 19th

Beanspruchte Priorität:'Claimed priority: '

V. St. v. Amerika vom 21. Oktober 1958V. St. v. America October 21, 1958

Arnold G. Kramer, Los Angeles, Calif.,Arnold G. Kramer, Los Angeles, Calif.,

und Elsa H. SoIt, Pacific Palisades, Calif. (V. St. Α.),and Elsa H. SoIt, Pacific Palisades, Calif. (V. St. Α.),

sind als Erfinder- genannt wordenhave been named as inventors

Regenerationszeit hier sehr kurz, so daß das nunmehr von der Antenne aufgenommene Signal sofort und ungeschmälert dem Empfänger zugeleitet werden kann. Die Entladung wird also in einem schnell ioni-■ sierbaren Gas gezündet, auf eine . andere Übertragungsstrecke verpflanzt und in einem sich schnellThe regeneration time is very short here, so that the signal picked up by the antenna immediately and can be forwarded undiminished to the recipient. The discharge is thus rapidly ionized ignited gas, on a. other transmission path transplanted and in a fast

- entionisierenden Gas gelöscht.- Deionizing gas extinguished.

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines derartigenThe inventive design of such a

35. Sende-Empfangs-Schalters löst auch das Problem, das auftritt, wenn man in bekannten Sende-Empfangs-35. The transmit / receive switch also solves the problem that occurs when one is in known transmit-receive

- Schaltern die Regeneratiönszeit verbessern wollte. Denn einer Verbesserung dieser Zeit, in der der Schalter zur Aufnahme und Weiterleitung von empfangenen Signalen nach einem Sendeimpuls bereit ist, steht entgegen, daß Gase und Gasmischungen mit einer kurzen Zündzeit eine verhältnismäßig lange Regenerierungszeit aufweisen, wogegen umgekehrt Gase oder Gasmischungeri mit einer verhältnismäßig kurzen Regenerierungszeit notwendigerweise eine verhältnismäßig lange Zündzeit haben. Die Regenerierungszeit hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der vorhandene Ionen sich z*u neutralen Molekeln ver-• einigen, während die Zündzeit um so kurzer ist, je mehr freie, also sich nicht zu lieutralen Molekeln verbindende Ionen in der Gasmischung enthalten sind. Ein anderes Problem, das· vöiner Verbesserung der bekannten Sende-EmpfarigS'Schalter entgegensteht, ist die Tatsache, daß Gase, die Elektronen schnell ein-- Switches wanted to improve the regeneration time. Because an improvement this time in which the The switch for receiving and forwarding received signals is ready after a transmission pulse, contradicts the fact that gases and gas mixtures with a short ignition time are relatively long Have regeneration time, whereas, conversely, gases or gas mixtures with a relatively short regeneration time necessarily have a relatively long ignition time. The regeneration time depends on the speed with which the ions present relate to neutral molecules. some, while the ignition time is shorter, the more free, that is, molecules that do not combine to form neutral molecules Ions are contained in the gas mixture. Another problem that is an improvement on the known Sende -empfarigS'Switch opposes is the fact that gases, the electrons quickly

009 608/236009 608/236

3 43 4

fangen, eine hohe chemische Aktivität besitzen, was ladungsstrecke 33 in einem Abstand von einem Viertel sich in einer Verringerung des Druckes der Gase und der Wellenlänge von der ersten Entladungsstrecke 28 damit in einer Verschlechterung der Röhre äußert. vorhanden ist. Zur Verringerung der Zeit, die zum Alle diese Probleme werden durch die Erfindung da- Zünden der Entladungsstrecke 33 erforderlich ist, und durch gelöst, daß der Sende-Empfangs-Schalter zwei 5 zur Sicherung der Zündung beim Erscheinen jedes Kammern mit verschiedener Gasfüllung aufweist, hochgespannten Impulses ist eine Zündelektrode oder nämlich eine Kammer mit einem schnell entionisieren- eine den Strom aufrechterhaltende Elektrode 34 vorden Gas und eine zweite Kammer mit einem leicht gesehen, die durch einen Stab 36 gebildet wird, die ionisierenden Gas, also eine Kammer, bei der die sich von einer Metallkappe 37 nach unten erstreckt, Zündzeit der in ihr enthaltenden Entladungsstrecke io die von der konischen Elektrode 31 durch eine isoextrem kurz ist, wonach der die Energie reflektierende lierende Glasrohre 38 isoliert ist. Der Stab 36 verläuft Kurzschluß in eine Kammer übertragen wird, in der zentrisch und in einem Abstand von den Rändern die Regenerationszeit des Gases extrem kurz ist, so durch das offene Ende der Elektrode 31. Durch Verdaß bei Beendigung des Sendeimpulses nur noch bindung des Hohlleiters 16 und der Kappe 37 mit den diese zweite Entladung brennt und nach Beendigung 15 entsprechenden Klemmen einer nicht gezeichneten des Impulses wegen der kurzen Regenerationszeit des Gleichstromquelle ist die vollständige Entionisierüng Gases sofort aufhört. in dem Spalt 33 verhindert; dadurch bleiben freiecatch, have a high chemical activity, what charge path 33 at a distance of a quarter results in a reduction in the pressure of the gases and the wavelength from the first discharge gap 28 thus expresses itself in a deterioration of the tube. is available. To reduce the time it takes to All of these problems are made necessary by the invention, and ignition of the discharge gap 33 solved by that the send / receive switch two 5 to secure the ignition when each appears Has chambers with different gas filling, high-tension pulse is an ignition electrode or namely, a chamber with a rapidly deionizing current maintaining electrode 34 in front of it Gas and a second chamber with an easily seen which is formed by a rod 36 which ionizing gas, i.e. a chamber in which the metal cap 37 extends downwards, Ignition time of the discharge gap contained in it io that of the conical electrode 31 by an isoextrem is short, after which the energy reflecting reflective glass tubes 38 is insulated. The rod 36 extends Short-circuit is transmitted into a chamber in the center and at a distance from the edges the regeneration time of the gas is extremely short, so due to the open end of the electrode 31. By Verdass at the end of the transmission pulse only binding of the waveguide 16 and the cap 37 with the this second discharge burns and after completion 15 corresponding terminals one not shown of the impulse due to the short regeneration time of the direct current source is complete deionization Gas stops immediately. prevented in the gap 33; thereby remain free

Die Erfindung wird nun an Hand der Beschreibung Elektronen vorhanden, die die Zündzeit des SpaltesThe invention will now be based on the description electrons present, which determine the ignition time of the gap

einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung herabsetzen,reduce an embodiment of the invention in connection,

mit den Ansprüchen und der Zeichnung näher er- 20 Der zweite Abschnitt 14 des Schalters ist ebenfalls20 The second section 14 of the switch is also

läutert. durch einen Abschnitt eines rechtwinkeligen Hohl-purifies. through a section of a right-angled hollow

Fig. 1 zeigt ein Schaubild eines Sende-Empfangs- leiters 41 gebildet, der an jedem Ende durch recht-Fig. 1 shows a diagram of a transmit-receive conductor 41 formed, which is formed at each end by right

Schalters; eckige Fenster 42 und 43 aus Glas oder Quarz abge-Switch; angular windows 42 and 43 made of glass or quartz

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Schalter dichtet ist. Innerhalb dieses zweiten Abschnittes 14Fig. 2 shows a longitudinal section through the switch is sealed. Within this second section 14

nach Fig. 1, und 25 ist ein anderes Paar von konischen Elektroden 461, and 25 is another pair of conical electrodes 46

Fig. 3 zeigt zur Erläuterung der Arbeitsweise des und 47 in geeigneter Weise befestigt. In diesem FalleFig. 3 shows to explain the operation of the and 47 attached in a suitable manner. In this case

Schalters nach Fig. 1 eine Anzahl von Wellenformen sind die Elektroden jedoch fest und laufen aus einemHowever, with the switch of Fig. 1 a number of waveforms, the electrodes are fixed and run out of one

in Abhängigkeit von der Zeit. weiter unten angeführten Grunde spitzig zu. Diesedepending on the time. The reasons listed below become pointed. These

Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des be- Elektroden erstrecken sich von den breiten Wänden sonders schnell arbeitenden Sende-Empfangs-Schal- 30 nach innen, und sie liegen entlang einer gemeinsamen ters, der verhindert, daß durch den Eingang 11 Mittellinie, die quer zu der Längsmittellinie der breieintretende Sendersignale hoher Stärke den Ausgang ten Wände verläuft. Entsprechend ausgebildete Iris-12 erreichen. Der Schalter enthält einen ersten Ab- platten 23 sind vorgesehen, damit diese Anordnung schnitt 13 und einen zweiten Abschnitt 14. Der erste einen Resonanzkreis bildet. Die Elektroden 46 und 47 Abschnitt 13 besteht aus einem Abschnitt eines recht- 35 bilden eine Entladungsstrecke 48, die eine ungerade eckigen Hohlleiters 16, der an beiden Enden durch Zahl von einer Viertelwellenlänge von dem nächsten rechteckige, vakuumdichte Fenster 17 und 18 aus Glas Spalt 28 des ersten Abschnittes 13 entfernt ist. Die oder Quarz abgeschlossen ist. Die durch diese EIe- mit den bis jetzt beschriebenen Elementen gebildete mente gebildete Kammer ist evakuiert und mit einer Kammer des zweiten Abschnittes 14 ist mit einem Mischung von Argon und Wasserdampf oder mit 40 leicht ionisierbaren Gas, beispielsweise Argon, aneiner ähnlichen Mischung gefüllt. gefüllt und, um die erforderliche RegenerierungszeitFigures 1 and 2 show one embodiment of the loading electrodes extending from the wide walls special fast-working send / receive switch 30 inwards, and they lie along a common ters, which prevents that through the entrance 11 center line, which is transverse to the longitudinal center line of the pulp entering Transmitter signals of high strength the output th walls runs. Correspondingly trained Iris-12 reach. The switch contains a first flat plate 23 are provided to enable this arrangement section 13 and a second section 14. The first forms a resonant circuit. The electrodes 46 and 47 Section 13 consists of a section of a right- 35 forming a discharge path 48, which is an odd one angular waveguide 16, which at both ends by number of a quarter wavelength of the next rectangular, vacuum-tight window 17 and 18 made of glass gap 28 of the first section 13 is removed. the or quartz is complete. The one formed by this EIe with the elements described so far elements formed chamber is evacuated and with a chamber of the second section 14 is with a Mixture of argon and water vapor or with an easily ionizable gas, for example argon, on one similar mixture filled. filled and for the required regeneration time

Innerhalb des Hohlleiters 16 ist ein erstes Paar von herabzusetzen, mit einem zweiten Gas gemischt, dasInside the waveguide 16 is a first pair of degraded, mixed with a second gas, the

konischen Hohlraumelektroden 21 und 22 befestigt, eine starke Elektronenaffinität aufweist, beispiels-conical cavity electrodes 21 and 22 attached, has a strong electron affinity, for example

die einander zugekehrt sind, sich durch die breiten weise mit einem Halogen gefüllt. Das Halogengaswhich are facing each other, filled with a halogen through the wide wise. The halogen gas

Wände des Hohlleiters erstrecken und auf der gleichen 45 setzt zwar die Geschwindigkeit der Ionisation derWalls of the waveguide extend and on the same 45 continues the rate of ionization of the

Achse liegen. Induktiv wirkende Irisplatten 23, von Mischung herab und so die Zündzeit herauf; dieseAxis lie. Inductively acting iris plates 23, from mixing down and so the ignition time up; these

denen in Fig. 2 nur eine gezeichnet ist, sind in leiten- Eigenschaft ist aber in dem zweiten Abschnitt 14only one of which is drawn in FIG. 2 are in the conducting property but is in the second section 14

der Verbindung an der schmalen Wand und quer weniger wichtig als die Herabsetzung der Regenerie-the connection on the narrow wall and across less important than the reduction of the regeneration

zwischen den breiten Wänden in dem Hohlleiter be- rungszeit. Dieses zweite Gas kann in dem zweitenbetween the broad walls in the waveguide is waiting time. This second gas can be in the second

festigt. Diese Platten 23 liegen in einer Ebene mit der 5° Abschnitt 14 entweder in fester oder flüssiger Formsolidifies. These plates 23 lie in a plane with the 5 ° section 14 either in solid or liquid form

Symmetrieachse der konischen Elektroden 21 und 22. oder, wie in Fig. 2 dargestellt, in Form von Jod-Axis of symmetry of the conical electrodes 21 and 22. or, as shown in Fig. 2, in the form of iodine

Die Kombination der zwei Irisplatten 23 auf einander kristallen enthalten sein, die in einer dünnen SchichtThe combination of the two iris plates 23 on top of each other can be contained crystals in a thin layer

entgegengesetzten Seiten des Hohlleiters 16 zusammen 49 zur Nachlieferung einer derartigen Gases angeord-opposite sides of the waveguide 16 arranged together 49 for subsequent delivery of such a gas

mit dem Paar konischer Elektroden 21 und 22 bildet net sind, wobei diese Jodkristalle gleichzeitig einenwith the pair of conical electrodes 21 and 22 forms net, these iodine crystals at the same time one

einen Resonanzkreis. Um die Druckverhältnisse inner- 55 Vorrat zum Ersatz derjenigen Moleküle oder Atomea resonance circuit. About the pressure conditions within the supply to replace those molecules or atoms

halb des Hohlleiters 16 aufrechtzuerhalten, ist jede bilden, die durch ihre chemische Aktivität verloren-half of the waveguide 16 is to maintain any form that is lost due to its chemical activity-

der konischen Elektroden 21 und 22 außen mit einer gegangen sind. Druckverluste, die von dem »Clean-up«of the conical electrodes 21 and 22 have gone outside with one. Pressure losses caused by the "clean-up"

Kappe 26 bzw. 27 versehen. des Gases herrühren, sind daher verhindertCap 26 and 27 respectively. of the gas are therefore prevented

Ein Paar konische Elektroden 21 und 22, wie sie Um die beiden Abschnitte 13 und 14 miteinander im vorhergehenden beschrieben sind, kann dazu ver- 60 oder mit anderen Teilen besser zusammenkuppeln zu wendet werden, um eine Schutzentladungsstrecke 28 können, weist der erste Abschnitt an seinen Enden zu bilden, über die sich der hochgespannte Sende- Flansche 51 und 52 und in ähnlicher Weise der zweite impuls entlädt; ein Breitbandschalter ergibt sich je- Abschnitt Flansche 53 und 54 auf. Die induktiven doch mit zwei ähnlichen Paaren von Elektroden, die Irisplatten 23 sind sowohl in dem Abschnitt 13 als um eine Viertelwellenlänge voneinander im gleichen 65 auch in dem Abschnitt 14 an beiden Seiten der Elek-Abschnitt des Hohlleiters 16 angeordnet sind. Daher trodenpaare angeordnet, damit ein Resonator gebildet ist, wie dargestellt, ein. zweites ähnliches Paar von ist, der in jedem Falle Reflexion und Dämpfung so konischen Hohlraumelektroden 31 und 32 and Iris- klein wie möglieh hält, die von den Unebenheiten herplatten 23 vorgesehen und in ähnlicher Weise wie rühren, die durch die Elektroden in dem Hohlleiter oben beschrieben befestigt, so daß eine zweite Ent- 70 gebildet werden...A pair of conical electrodes 21 and 22, as described above, around the two sections 13 and 14 with one another, can be used to 60 or better couple together with other parts to create a protective discharge path 28, the first section has at its To form ends through which the high tension transmission flanges 51 and 52 and similarly the second pulse discharges; a broadband switch results from each section of flanges 53 and 54. The inductive yet with two similar pairs of electrodes, the iris plates 23 are arranged both in the section 13 and at a quarter wavelength from each other in the same 65 as well as in the section 14 on both sides of the elec-section of the waveguide 16 . Therefore electrode pairs are arranged so that a resonator is formed as shown. second similar pair of is, which in each case keeps reflection and attenuation as conical cavity electrodes 31 and 32 and iris as small as possible, which are provided by the unevenness 23 and stir in a similar manner as that caused by the electrodes in the waveguide described above attached so that a second structure 70 can be formed ...

5 65 6

Der besondere schnell arbeitende Sende-Empfangs- die Zündzeit der Entladuhgsstrecke 48 geringer als Schalter nach den Fig. 1 and 2 besteht also aus einem die an den Fenstern 17 und 43, so daß die nächste ersten und zweiten Abschnitt 13 bzw. 14, die mit Entladung an der Entladungsstrecke 48 und nicht an Hilfe der Flansche 51 und 54 zusammengekuppelt den Fenstern erfolgt. Dadurch erlöscht jedoch die sind, wobei der Eingang 11 mit Hilfe des Flansches 53 5 Entladung über die Entladungsstrecke 28, und die mit einem hochgespannte Sendeimpulse abgebenden Regenerationszeit für diese Entladungsstrecke be-Sender (nicht gezeichnet) und der Ausgang 12 mit ginnt. Nun ist der ganze erste Abschnitt 13 von EntHilfe des Flansches 52 mit einem nicht gezeichneten ladungen frei, und die Entionisation dieses AbEmpfänger verbunden ist. Sobald ein Sendeimpuls 61 schnittes beginnt, was durch den in der Gasfüllung eintritt, wie dies in Fig. 3 a erläutert ist, pflanzt sich io enthaltenen Wasserdampf oder anderen beigefügten diese Energie durch den zweiten Abschnitt 14 in den Gasen unterstützt wird.The special fast-working transmit-receive the ignition time of the discharge gap 48 is less than Switch according to FIGS. 1 and 2 thus consists of one on the windows 17 and 43, so that the next first and second sections 13 and 14, respectively, with discharge at the discharge path 48 and not at With the help of the flanges 51 and 54, the windows are coupled together. However, this extinguishes the are, the input 11 with the help of the flange 53 5 discharge via the discharge path 28, and the with a high-tension transmission pulse emitting regeneration time for this discharge path be-transmitter (not shown) and output 12 begins. Now the entire first section is 13 of EntHilfe of the flange 52 with a charge, not shown, and the deionization of this receiver connected is. As soon as a transmission pulse 61 begins, which is caused by the gas filling occurs, as is explained in Fig. 3a, plants io contained water vapor or other attached this energy is supported by the second section 14 in the gases.

ersten Abschnitt 13 fort, und diese Bedingung ist in Andererseits besteht seit Beginn der Entladung Fig. 3 durch den waagerechten Linienabschnitt 62 an- über die Entladungsstrecke 48 zwischen den Elekgedeutet, die die relative Dämpfung der zwei Ab- troden46 und 47 ein Kurzschluß in dem Hohlleiter schnitte darstellt. Jedes der Elektrodenpaare 46 15 41, und die Reflexion der Spannung bewirkt, daß das und 47, 21 und 22, 31 und 32 ist in den Hohlleiter- Potential in einem Abstand von einer Viertelwellenabschnitten 13 und 14 an einer Stelle angeordnet, an länge von der Entladungsstrecke auf einen Wert der das elektrische Feld der sich fortpflanzenden steigt, der im wesentlichen dem doppelten Wert der Energie ein Maximum aufweist, so daß derartige angelegten Spannung entspricht. Da, wie in Fig. 2 Felder auch an den Entladungsstrecken 48 und 28 20 dargestellt, das Fenster 42 an einer derartigen Stelle und 33 auftreten. Da die Kombination der Elektroden liegt, deren Abstand ein Viertel der Wellenlänge be- und der zugehörigen induktiv wirkenden Irisplatten trägt, bildet sieh wegen des sehr hohen Potentials 23 einen Resonanzkreis bilden, herrscht bezüglich der über das Fenster eine Entladung, und diese Entladung Reflexion und Dämpfung der Energie ein Minimum. entsteht, wie festgestellt wurde, ob die Abmessungenfirst section 13 continues, and this condition is in the other hand, has existed since the start of the discharge 3 indicated by the horizontal line segment 62 over the discharge path 48 between the electrodes, the relative attenuation of the two electrodes 46 and 47 is a short circuit in the waveguide represents cuts. Each of the electrode pairs 46 15 41, and the reflection of the voltage causes the and 47, 21 and 22, 31 and 32 is in the waveguide potential at a distance of a quarter wave section 13 and 14 arranged at one point along the length of the discharge path to one value which increases the electric field of the propagating, which is essentially twice the value of the Energy has a maximum so that such applied voltage corresponds. As in Fig. 2 Fields also shown at the discharge paths 48 and 28 20, the window 42 at such a point and 33 occur. Since the combination of electrodes is located, the distance between which is a quarter of the wavelength and the associated inductively acting iris plates, forms because of the very high potential 23 form a resonance circuit, there is a discharge with respect to the window, and this discharge Reflection and attenuation of the energy are kept to a minimum. arises as it was determined whether the dimensions

Durch die Wirkung der Zündelektrode 36 zündet 25 des Fensters 42 Resonanzbedingungen entsprechen die letzte Entladungsstrecke 33 vor den anderen Ent- oder nicht. Dadurch erlischt die Entladung zwischen ladungsstrecken 48 und 28, weil hier noch ein Vorrat den Elektroden 46 und 47. Wenn die Entladung an von freien Elektronen vorhanden ist, und eine Elek- dem Fenster 42 einmal begonnen hat, hält sie sich, bis tronenentladung tritt zwischen den zwei Elektroden 31 der Sendeimpuls 61 beendet ist. Wegen der Dauer und 32 ein. Sobald die Entladung einsetzt, fällt die 30 der Entladung wird an dem Fenster 42 eine beträeht-Spannung an dem Ausgang 12 schnell ab, wie dies in liehe Wärme entwickelt, und daher muß der Werkstoff Fig. 3 b dargestellt ist, und dieser Impuls 63 ist als des Fensters einen niedrigen Temperaturausdehnungsder nadeiförmige, spitze, durch die Sperre hindurch- koeffizienten und einen hohen Schmelzpunkt auftretende Leckimpuls bekannt. Wegen der Zünd- weisen. Quarz und einige im Handel erhältliche Glaselektrode 34 und der schnellen Ionisation der Gas- 35 Sorten erfüllen diese- Bedingungen und sind daher füllung ist die Amplitude und Dauer des Nadel- vorzuziehen.The effect of the ignition electrode 36 ignites 25 of the window 42 corresponding to resonance conditions the last discharge path 33 before the other discharge or not. This causes the discharge to go out between charge lines 48 and 28, because there is still a supply for electrodes 46 and 47. When the discharge is on of free electrons is present, and once an electrode window 42 has begun, it will hold up until electron discharge occurs between the two electrodes 31, the transmission pulse 61 has ended. Because of the duration and 32 a. As soon as the discharge begins, the 30 of the discharge falls at the window 42 a relevant voltage at the output 12 from rapidly, as this develops in borrowed heat, and therefore the material must Fig. 3b is shown, and this pulse 63 is considered to have a low temperature expansion window of the window needle-shaped, pointed, through the barrier coefficient and a high melting point occurring Leak impulse known. Because of the ignition modes. Quartz and some commercially available glass electrodes 34 and the rapid ionization of the gas 35 types meet these conditions and are therefore filling, the amplitude and duration of the needle is preferable.

impulses 63 auf Werte begrenzt, die die empfindlichen In Fig. 2 ist ein Fenster 42 dargestellt, dessen AbElemente des Empfängers nicht beschädigen. stand von der Entladungsstrecke 48 ein Viertel derpulse 63 is limited to values that are sensitive do not damage the receiver. stood a quarter of the discharge path 48

I11 dem Augenblick, in dem die Entladungsstrecke Wellenlänge beträgt. Dieses Fenster kann jedoch auch 33 zündet ynd eine elektrische Entladung sich bildet, 4° in einem anderen Abstand als in einem ungeraden wird die Resqnanzbedingung der die Entiadungs- Vielfachen einer Viertelwellenlänge von der Entstrecke enthaltenden Anordnung gestört, und die ladungsstrecke 48 angeordnet sein. In diesem Falle Energie wird von diesem als Kurzschluß wirkenden äußert sich die infolge der reflektierten Energie erKreis reflektiert. Hierauf erhält man eine stehende höhte Spannung nicht in einer weiteren Entladung in Schwingung und an der vorhergehenden Entiadungs- 45 dem System, sondern die Entladung dauert über die strecke 28, die in einer Viertelwellenlänge Abstand Entladungsstrecke 48 fort, bis der Sendeimpuls 61 angeordnet ist, maximale Werte, die im wesentlichen beendet ist. Wie oben erwähnt, erlöscht bei der Bedoppelt so groß wie die normalerweise an dieser endigung des Sendeimpulses 61 die Entladung an dem Entladungsstrecke auftretenden Werte sind. Das Fenster 42 oder der Entlaclungsstrecke 48, wenn an Potential an der Entladungsstrecke 28 erreicht daher 50 dem Fenster keine Entladung auftritt. Zu diesem schnell die Zündspannung, und zwischen den Elek- Zeitpunkt ist der erste Abschnitt 13 jedoch im wesenttroden 21 und 22 bildet sich eine Entladung aus. Die liehen entionisiert, und die wirkliche Regenerations-Geschwindigkeit der Zündung hängt von der Rest- zeit T (Fig. 3 c) für die zwei Abschnitte 13 und 14 ist ionisation ab und von den Fotoelektronen, die von der abhängig von der des zweiten Abschnittes 14. Um Entladung der vorher zündenden Entladungsstrecke 55 diese Regenerationszeit zu verringern, ist mit der 33 herrühren. Argongasfüllung ein Gas gemischt, z. B. ein Halogen,I11 the moment at which the discharge path is wavelength. However, this window can also 33 ignites and an electrical discharge forms, 4 ° at a different distance from an odd one becomes the resonance condition of the discharge multiples of a quarter wavelength from the distance Containing arrangement disturbed, and the charge path 48 be arranged. In this case Energy from this acting as a short circuit expresses itself as a result of the reflected energy erCircle reflected. Thereupon a standing high voltage is not obtained in a further discharge in Oscillation and on the previous discharge 45 the system, but the discharge lasts over the stretch 28, the discharge path 48 at a quarter of a wavelength until the transmission pulse 61 is arranged, maximum values, which is essentially finished. As mentioned above, doubles go out as large as that normally at this end of the transmission pulse 61 the discharge at the Discharge distance occurring values. The window 42 or the discharge line 48 if on Potential at the discharge path 28 therefore reaches 50 the window no discharge occurs. To this the ignition voltage quickly, and between the elec- trical time, however, the first section 13 is essentially trode 21 and 22 a discharge forms. The borrowed deionized, and the real regeneration speed the ignition depends on the remaining time T (FIG. 3 c) for the two sections 13 and 14 is ionization from and from the photoelectrons, which depends on that of the second section 14. Um Discharge of the previously ignited discharge gap 55 to reduce this regeneration time is with the 33 originate. Argon gas filling a gas mixed, e.g. B. a halogen,

Die Zündung an der letztgenannten Entiadungs- das leicht Elektronen einfängt. Wenn Jod verwendetThe ignition on the latter discharge which easily captures electrons. When using iodine

strecke 28 bildet einen Kurzschlußkreis und ver- wird, spielt sich folgende Reaktion ab:Line 28 forms a short circuit and is lost, the following reaction takes place:

ringert dadurch das Potential an der Entiadungs- / H-e-=/--l-/-|-~l 5 eVthereby reduces the potential at the discharge / H-e - = / - l - / - | - ~ l 5 eV

strecke 33 wesentlich, so daß die Entladung zwischen 60 ² 'distance 33 substantially so that the discharge is between 60 ² '

den Elektroden 31 und 32 erlischt. Die Energie wird Auf diese Art werden dann im wesentlichen allethe electrodes 31 and 32 go out. In this way the energy will then essentially all become

wieder von dem nun als Kurzschluß wirkenden Kreis Elektronen aus der Kammer des Abschnittes 14 ent-electrons from the chamber of section 14 are generated again from the circuit, which now acts as a short circuit.

der Entladungsstrecke 28 reflektiert, und Spannungs- fernt, und es wurde durch Messungen gefunden, daßof the discharge gap 28 is reflected, and the voltage is removed, and it was found by measurements that

maxima entstehen in der Richtung auf den Sender mit Jodgas die Regenerierungs- oder Erliolungszeitmaxima arise in the direction of the transmitter with iodine gas, the regeneration or recovery time

an Punkten, die einem ungeraden Vielfachen einer 65 bei 3 db Dämpfung weniger als 2-1O^-8 Sekunden be-at points that are an odd multiple of a 65 at 3 db attenuation less than 2-1O ^-8 seconds

Viertelwellenlänge entsprechen. Die Elektroden 46 trug, also etwa SO- bis lOOmal kleiner war als dieCorrespond to quarter wavelength. The electrodes 46 carried, so about 50 to 100 times smaller than that

und 47 weisen von der Entladungsstrecke 28 einen Regenerationszeit der bekannten Sende-Empfangs-and 47 have a regeneration time of the known transmit-receive

Abstand auf, der einem ungeraden Vielfachen einer Schalter.Distance to that of an odd multiple of a switch.

Viertelwellenlänge entspricht. Aus diesem Grunde Durch die Anordnung tritt hinter dem Nadel-Corresponds to quarter wavelength. For this reason, the arrangement behind the needle

und infolge der Restionisation des Argongases ist 70 impuls 63, der für Anordnungen dieser Art typischand due to the residual ionization of the argon gas, the 70 pulse is 63, which is typical for arrangements of this type

ist, eine niedrige Spannung hindurch, wie in Fig. 3 b angezeigt ist. Dieses niedrige Spannungsniveau bildet jedoch keine Gefahr für die Empfängerelemente. Da die Entladung über das Fenster 42 des zweiten Abschnittes 14 im Vergleich zu den anderen Entladungen von einer wesentlichen Dauer ist, kann die Wärmemenge, die abgeleitet werden muß und die das Material aushalten muß, bei Anordnungen für größere Energien eine besondere Auswahl des leitfähigen Materials des Hohlleiters 41 erfordern. Außerdem sollte bei der Auswahl des leitfähigen Materials des Hohlleiters 41 beachtet werden, daß das in der Gasfüllung enthaltene Halogen zerstörende Wirkungen ausüben kann, beispielsweise das Material korrodieren kann. Derartige Wirkungen können besonders stark werden, sobald der Abschnitt 14 als Behälter für festes Material ausgebildet ist, beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine dünne Schicht eines festen Materials verwendet wird, und besonders dort, wo genügend vorrätiges Material enthalten ist, um diesen Teil der Gasfüllung mehrere Male vollständig zu erneuern. Wo ein fester Grundkörper des Gases verwendet wird, kann auch Wärme zur Verdampfung notwendig sein, und bekannte Heizelemente können für diesen Zweck vorgesehen sein. Es wurde jedoch festgestellt, daß die normalen Betriebs- und Umgebungstemperaturen der Anordnung normalerweise genügen, um ein geeignetes Druckgleichgewicht aufrechtzuerhalten. is, a low voltage therethrough, as in Fig. 3b is displayed. However, this low voltage level does not pose a risk to the receiver elements. There the discharge through the window 42 of the second section 14 compared to the other discharges is of a substantial duration, the amount of heat that must be dissipated and that the material must withstand, with arrangements for larger energies a special selection of the conductive Require material of the waveguide 41. In addition, when choosing the conductive material of the Waveguide 41 must be taken into account that the halogen contained in the gas filling has destructive effects can exert, for example, the material can corrode. Such effects can be particularly strong once the section 14 is formed as a container for solid material, for example, as in FIG Fig. 2 is shown a thin layer of solid material is used, and especially where there is sufficient material in stock to completely renew this part of the gas charge several times. Where a solid base of the gas is used, heat may also be necessary for evaporation and known heating elements can be provided for this purpose. However, it was found that the normal operating and ambient temperatures of the arrangement are normally sufficient, to maintain a suitable pressure balance.

Man erhält also durch die Erfindung einen extrem schnellen Sende-Empfangs-Schalter, der sich für Systeme eignet, in denen extrem schnelle Impulse mit hoher Frequenz verwendet werden.So you get by the invention an extremely fast transmit / receive switch, which is for Suitable for systems that use extremely fast, high frequency pulses.

Claims

Claims: 35

1. Using a waveguide constructed transmit / receive switch for a wireless Transceiver arrangement in which the transmitter and receiver share a common antenna work, especially for duplex radars, where the switch has at least one gas-filled, having a chamber provided with a discharge path, characterized in that the switch has two chambers with different gas filling, namely a first one to the receiver leading branch, and a second branch to the branch leading to the transmitter connected chamber, the first chamber being a rapidly ionizing gas or gas mixture, the second chamber, on the other hand, contains a rapidly deionizing gas or gas mixture, and that the discharge paths in the chambers are in the plane of the maximum electric field are arranged with a distance between the electrode lines that is an odd multiple a quarter of the wavelength of the microwave energy.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the second chamber to achieve a longer ignition time besides an extremely fast regeneration time a fast ionizing gas and a fast deionizing gas.

3. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the discharge paths in the first chamber which are in resonance condition is an ignition electrode has, so that an electrical discharge is guaranteed when the potential the transmitted energy exceeds a predetermined value.

4. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the first Chamber contains argon.

5. Switch according to claim 4, characterized in that the first chamber is a mixture contains argon and water vapor.

6. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the second Chamber contains a halogen.

7. Switch according to claim 6, characterized in that a container of such Halogen is connected to the second chamber to prevent gas loss through the chemical Balance activity.

8. Switch according to claim 6 or 7, characterized in that the second chamber iodine contains.

9. Switch according to claim 7 or 8, characterized in that a thin layer of iodine crystals is arranged in the second chamber.

10. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the second Chamber contains a mixture of argon and halogen.

Considered publications:
German Patent No. 957 673;
U.S. Patent Nos. 2,706,263, 2,738,418.

1 sheet of drawings